Evaluation et développement des méthodes de photogrammétrie et de ‘'localisation et cartographie simultanée'' pour la topographie 3D en milieux souterrain

Evaluation and development of photogrammetry and SLAM methods for 3d topography in caves

• Auteur / Autrice : Gael Cazes
• Direction : Philippe Vernant
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : STE-Sciences de la Terre
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2021
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale GAIA Biodiversité, agriculture, alimentation, environnement, terre, eau (Montpellier ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : GM - Géosciences Montpellier
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Transferts en Milieux Poreux

Mots clés

Mots clés libres

Karstologie

Photogrammétrie

Slam

Topographie 3D

Karstology

Photogrammetry

Slam

3D topography

Résumé

La connaissance des phénomènes karstiques constitue un enjeu important pour le design et la construction en génie civil (i.e. effondrements types « sinkholes ») ainsi que pour la gestion des ressources en eaux souterraines, notamment en termes de prédiction de la localisation et d'estimation des dimensions et de la géométrie des structures souterraines. Ces réseaux souterrains sont des systèmes de géométrie et d'hydrodynamique complexes, vulnérables et délicats à caractériser. Dans ce contexte, imaginer et tester de nouvelles méthodologies pour répondre à cette problématique de topographie 3D dans les cavités semble important et répond à une réelle demande, aussi bien dans le domaine des applications industrielles et d'ingénierie que dans le contexte de recherche scientifique académique. L'objectif de ce projet de recherche est le développement d'une méthodologie adaptative de levé 3D dans le contexte particulier des vides souterrains. L'emploi de la photogrammétrie à des galeries de grand développement ainsi que des algorithmes SLAM reposant sur une acquisition à partir de caméras stéréoscopiques seront les deux axes méthodologiques principaux. Le milieu souterrain comportant souvent des parties noyées (lacs, gours, etc.), une réflexion sera aussi menée sur la possibilité de coupler les méthodes pour obtenir un levé 3D complet des cavités comportant des étendues d'eau ou des zones noyées

The understanding of karstic processes is of great interest for the design and construction in civil engineering (i.e. sinkhole type collapses) as well as for the management of groundwater resources, particularly in terms of prediction of location and estimation of dimensions and geometry of underground structures. These underground networks represent complex objects to characterize in terms of geometry and hydrodynamics. In this context, imagining and testing new methodologies to address this problem of 3D topography in cavities if of great interest and represents a real demand, both in the field of industrial and engineering applications as well as in the context of academic scientific research. The objective of this research project is the development of an adaptive 3D survey methodology in the particular context of underground voids. The use of photogrammetry in galleries of great development as well as SLAM algorithms based on acquisition from stereoscopic cameras will be the two main methodological axes. Since the subterranean environment often includes drowned parts (lakes, gours, etc.), consideration will also be given to the possibility of coupling methods to obtain a complete 3D survey of cavities containing bodies of water or drowned areas.